AZ91D镁合金回填式搅拌摩擦点焊工艺及机理研究
发布时间：2022-01-20 22:06
回填式搅拌摩擦点焊（Refill Friction Stir Spot Welding,RFSSW）是一种以搅拌摩擦点焊为基础发展起来的固相连接技术。与常规搅拌摩擦点焊相比,这种方法填充了焊接过程中形成的匙孔,可以减小应力集中,提高点焊接头有效承载面积;与电阻点焊相比,这种方法热输入较小,没有熔焊缺陷,适合用于镁、铝等轻质金属的点焊。本文针对2mm厚的AZ91D-H24镁合金进行RFSSW工艺试验,通过有限元数值模拟、焊点形貌和微观组织观察以及力学性能分析,揭示RFSSW接头形成机理,为其在工业领域的应用提供了理论基础。采用Abaqus软件建立了RFSSW三维热力耦合有限元模型,研究了焊接过程中温度场、流场以及材料变形行为。结果表明,AZ91镁合金回填式搅拌摩擦点焊的温度场为非稳态温度场,其关于焊点中轴线呈中心对称分布。焊核区（Stir Zone,SZ）在厚度方向上温度梯度随着焊接过程的进行显著增大。焊接过程中的峰值温度随着下扎速度的减小、下扎深度的增大及焊具转速的升高而上升,其中下扎速度的影响最大。在不同工艺参数下,热机影响区（Thermo-Mechanically Affected...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常规FSSW接头形貌[21]
第1章绪论-5-图1-3AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊焊接接头各区域的显微组织[25]Yuan[26]等人研究了AZ31镁合金搅拌摩擦点焊过程中材料的流动（采用圆锥带螺纹搅拌针）及接头区域的织构演变（采用电子背散射显微镜，EBSD）。实验证明，随着搅拌头的转速速度增加，轴肩的正向和切向挤压作用促使焊接区组织结构高度一致性，甚至使得在搅拌针根部附近的上表面材料取向与母材一致，如图1-4所示。同时，作者对搅拌区的等轴细晶结构进行了分析，认为产生此种现象主要原因有二：一是孪晶导致的动态再结晶，二是断续的动态再结晶。图1-4AZ31镁合金搅拌摩擦点焊后匙孔附近区域和Hook区域的EBSD反极图[26](a,b)1500rpm下匙孔附近及Hook，(c,d)2500rpm下匙孔附近及Hook，(e)母材
第1章绪论-5-图1-3AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊焊接接头各区域的显微组织[25]Yuan[26]等人研究了AZ31镁合金搅拌摩擦点焊过程中材料的流动（采用圆锥带螺纹搅拌针）及接头区域的织构演变（采用电子背散射显微镜，EBSD）。实验证明，随着搅拌头的转速速度增加，轴肩的正向和切向挤压作用促使焊接区组织结构高度一致性，甚至使得在搅拌针根部附近的上表面材料取向与母材一致，如图1-4所示。同时，作者对搅拌区的等轴细晶结构进行了分析，认为产生此种现象主要原因有二：一是孪晶导致的动态再结晶，二是断续的动态再结晶。图1-4AZ31镁合金搅拌摩擦点焊后匙孔附近区域和Hook区域的EBSD反极图[26](a,b)1500rpm下匙孔附近及Hook，(c,d)2500rpm下匙孔附近及Hook，(e)母材
【参考文献】：
期刊论文
[1]回填式搅拌摩擦点焊过程中材料流动的数值模拟[J]. 苏志强,董康英,孙世烜,王金亮,马小玉. 热加工工艺. 2018(17)
[2]国内外轨道车辆轻量化制造——AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊工艺[J]. 时晨旭,王明山,张松,焦建强,杨大龙,丁成钢. 国外铁道机车与动车. 2018(03)
[3]搅拌摩擦点焊过程温度循环数值模拟[J]. 苏志强,刘娟,李超,杜宪策,红亮. 焊接技术. 2018(03)
[4]铸态镁合金AZ91D热压缩微观组织演变本构模型[J]. 黄飚,王振军,陈智,尚鸿甫,余欢. 塑性工程学报. 2017(05)
[5]冷却速度对AZ31镁合金搅拌摩擦点焊接头组织性能的影响[J]. 王小明,吴海江. 兵器材料科学与工程. 2017(02)
[6]AZ31镁合金搅拌摩擦点焊温度场的检测及数值模拟分析[J]. 鄢柯,朱兴元. 热加工工艺. 2017(01)
[7]AZ80镁合金流变应力预测及动态再结晶动力学[J]. 李凡波,周海涛,秦径为,徐世鑫,丁洪波. 塑性工程学报. 2016(01)
[8]6082-T6回填式搅拌摩擦点焊热-流耦合分析[J]. 王希靖,许有伟,魏万奎,栾国红. 材料科学与工艺. 2015(06)
[9]2A12铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及性能[J]. 时维元,林正英. 热加工工艺. 2015(23)
[10]镁合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望[J]. 杨素媛,刘冬冬. 稀有金属. 2014(05)
硕士论文
[1]2A12-T4铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺及机理研究[D]. 罗凌云.哈尔滨工业大学 2018
[2]镁基复合材料高温高应变率本构关系及验证[D]. 崔少康.大连理工大学 2016
本文编号：3599604
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常规FSSW接头形貌[21]
第1章绪论-5-图1-3AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊焊接接头各区域的显微组织[25]Yuan[26]等人研究了AZ31镁合金搅拌摩擦点焊过程中材料的流动（采用圆锥带螺纹搅拌针）及接头区域的织构演变（采用电子背散射显微镜，EBSD）。实验证明，随着搅拌头的转速速度增加，轴肩的正向和切向挤压作用促使焊接区组织结构高度一致性，甚至使得在搅拌针根部附近的上表面材料取向与母材一致，如图1-4所示。同时，作者对搅拌区的等轴细晶结构进行了分析，认为产生此种现象主要原因有二：一是孪晶导致的动态再结晶，二是断续的动态再结晶。图1-4AZ31镁合金搅拌摩擦点焊后匙孔附近区域和Hook区域的EBSD反极图[26](a,b)1500rpm下匙孔附近及Hook，(c,d)2500rpm下匙孔附近及Hook，(e)母材
第1章绪论-5-图1-3AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊焊接接头各区域的显微组织[25]Yuan[26]等人研究了AZ31镁合金搅拌摩擦点焊过程中材料的流动（采用圆锥带螺纹搅拌针）及接头区域的织构演变（采用电子背散射显微镜，EBSD）。实验证明，随着搅拌头的转速速度增加，轴肩的正向和切向挤压作用促使焊接区组织结构高度一致性，甚至使得在搅拌针根部附近的上表面材料取向与母材一致，如图1-4所示。同时，作者对搅拌区的等轴细晶结构进行了分析，认为产生此种现象主要原因有二：一是孪晶导致的动态再结晶，二是断续的动态再结晶。图1-4AZ31镁合金搅拌摩擦点焊后匙孔附近区域和Hook区域的EBSD反极图[26](a,b)1500rpm下匙孔附近及Hook，(c,d)2500rpm下匙孔附近及Hook，(e)母材
【参考文献】：
期刊论文
[1]回填式搅拌摩擦点焊过程中材料流动的数值模拟[J]. 苏志强,董康英,孙世烜,王金亮,马小玉. 热加工工艺. 2018(17)
[2]国内外轨道车辆轻量化制造——AZ31镁合金板搅拌摩擦点焊工艺[J]. 时晨旭,王明山,张松,焦建强,杨大龙,丁成钢. 国外铁道机车与动车. 2018(03)
[3]搅拌摩擦点焊过程温度循环数值模拟[J]. 苏志强,刘娟,李超,杜宪策,红亮. 焊接技术. 2018(03)
[4]铸态镁合金AZ91D热压缩微观组织演变本构模型[J]. 黄飚,王振军,陈智,尚鸿甫,余欢. 塑性工程学报. 2017(05)
[5]冷却速度对AZ31镁合金搅拌摩擦点焊接头组织性能的影响[J]. 王小明,吴海江. 兵器材料科学与工程. 2017(02)
[6]AZ31镁合金搅拌摩擦点焊温度场的检测及数值模拟分析[J]. 鄢柯,朱兴元. 热加工工艺. 2017(01)
[7]AZ80镁合金流变应力预测及动态再结晶动力学[J]. 李凡波,周海涛,秦径为,徐世鑫,丁洪波. 塑性工程学报. 2016(01)
[8]6082-T6回填式搅拌摩擦点焊热-流耦合分析[J]. 王希靖,许有伟,魏万奎,栾国红. 材料科学与工艺. 2015(06)
[9]2A12铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及性能[J]. 时维元,林正英. 热加工工艺. 2015(23)
[10]镁合金搅拌摩擦焊的研究现状与展望[J]. 杨素媛,刘冬冬. 稀有金属. 2014(05)
硕士论文
[1]2A12-T4铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺及机理研究[D]. 罗凌云.哈尔滨工业大学 2018
[2]镁基复合材料高温高应变率本构关系及验证[D]. 崔少康.大连理工大学 2016
本文编号：3599604
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